2024年中考物理试题分类汇编：简单机械（解析版 ）

【好题汇编】2024年中考物理真题分类汇编（全国通用）

模块一声光力热电磁知识真题

专题12.简单机械

考向一：杠杆

【答案】c

【解析】A.托盘天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，故A不符合题意;

B.钢丝钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B不符合题意;

C.筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C符合题意;

D.开瓶扳手在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不符合题意。

故选C

2.（2024山东临沂）2023年9月24日，中国组合邹佳琪/邱秀萍在赛艇女子轻量级双人双桨决赛中

夺冠，斩获杭州亚运会首金。如图所示，赛艇的桨可视为杠杆，下列工具正常使用时，与桨属于同类

杠杆的是（）

A.■筷子

核桃夹

【答案】A

【解析】桨的动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。

A.筷子的动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A符合题意；

BCD.瓶起子、核桃夹、榨汁器的动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故BCD不符合题意。

故选Ao

3.（2024广西）2024年六五环境日国家主场活动在南宁举行。期间，小明利用垃圾钳捡垃圾，并进

行分类，如图所示。下列说法错误的是（）

A.保护环境，人人有责B.垃圾钳是省力杠杆

C.可利用垃圾来发电D.垃圾钳是费力杠杆

【答案】B

【解析】A.保护环境，是我们每个公民义不容辞的责任，故A正确，不符合题意；

BD.由图可知，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故B错误，符合题意，D正确，不符合题意；

C.垃圾进行收集并分类处理，对于燃烧值较高的垃圾，进行高温焚烧，可以用来发电，故C正确,

不符合题意。

故选Bo

4.（2024重庆A）同学们模仿中药房的载秤制作杆秤，用筷子做秤杆，用钩码做秤蛇，用细线将秤

盘系在4点。当不挂秤蛇、且秤盘不放物体时，在。点提起提纽，秤杆水平平衡；当秤盘放100g物

体、秤蛇移到3点时，秤杆再次水平平衡，如图所示。在。到3两条刻线之间均匀地画上49条刻度

线。下列说法正确的是（）

A.自制杆秤的每一格约表示2.08g

B.称中药时8端翘起应减少中药恢复水平平衡

C.如果秤此磨损则测量结果会比真实质量偏小

D.若将提纽移到。点右侧可以增大杆秤的量程

【答案】B

【解析】A.在。到B两条刻线之间均匀地画上49条刻度线，则共计50格，则每一格代表的质量为

100g。

m=-----=2g

50

即自制杆秤的每一格约表示2g,故A错误；

B.称中药时8端翘起说明用xO4>/x。，此时可以减少中药即减小吃恢复水平平衡，故B正

确；

C.如果秤坨磨损，根据杠杆平衡条件巳义。4=用乂。8,3实际质量偏小，则08长度偏大，则

测量结果会比真实质量偏大，故C错误；

D.若将提纽移到。点右侧，则。4增大，08减小，则已变小，则杆秤的量程减小，故D错误。

故选Bo

5.（2024齐齐哈尔市）端午节时，同学们外出游玩。购买饮料时，售货员用启瓶器开启饮料瓶的情

景如图所示。启瓶器在正常使用时，属于（选填“省力”、“等臂”或“费力”）杠杆。开启

后的瓶盖中间出现了凹陷，说明力可以使物体发生o

【答案】省力形变

【解析】启瓶器在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。

开启后的瓶盖中间出现了凹陷，瓶盖发生了形变，说明力可以改变物体的形状。

6.（2024甘肃威武）用如图所示的扳手拧螺丝时，一只手稳住扳手的十字交叉部位，另一只手用同

样大小和方向的力在点（选填“3”或“C”）更容易拧动螺丝，原因是

【答案】C在阻力和阻力臂一定时，动力臂越长越省力

【解析】用扳手拧螺丝时，阻力和阻力臂一定，在/点施力时，动力臂最小，动力最大，在C点施

力时，动力臂最大，动力最小，所以在C点施力更容易拧动螺丝。

7.（2024天津）利用如图所示的“搬重物利器”搬运大件家具时，先用金属棒撬起家具，再将带有

滚轮的底座放入家具底部，便可以轻松移动家具。其中，金属棒是（选填“省力”“费力”

或“等臂”）杠杆，底座装有滚轮是为了减小。

金属棒装有滚轮的底座

【答案】省力摩擦

【解析】由图可知，中间垫的物块处为杠杆的支点，手在把手处向下撼动杠杆过程中，动力臂大于阻

力臂，为省力杠杆。

底座装有滚轮，在压力不变的和粗糙程度不变的情况下，变滑动为滚动，减小摩擦力。

8.（2024重庆B）小兰自制了一把杆秤，由秤盘、提纽、秤杆以及200g的秤坨构成，如图所示。当

不挂秤蛇、秤盘中不放重物时，提起提纽，杆秤在空中恰好能水平平衡。已知/O间距离为10cm。

当放入重物，将秤坨移至距。点30cm的8处时，秤杆水平平衡，则重物质量为g；往秤盘中

再增加20g的物体，秤蛇需要从B处移动cm才能维持秤杆水平平衡。

居纽

【答案】6001

【解析】秤蛇的质量

m蛇=200g=0.2kg

秤坨的重力

G蛇=%eg=02kgxION/彷=2N

秤坨移至距。点30cm的8处时，根据杠杆平衡条件F卜F2l2可得，重物的重力

2Nx30cm

=6N

10cm

重物的质量

6N

=0.6kg=600g

10N/检

往秤盘中再增加20g的物体后，秤盘中重物的总质量

加总=加物+A加-66kg+0.02像=0.62左g

此时秤由距。点的距离

G总乙_0.62Agxl0N/kgxlOcm

~G^=2N31cm

则秤此需要从8处移动向右移动的距离

A/=/；-lx=31cm-30cm=1cm

9.（2024苏州）健身步道上的坐式划船训练器如图所示。人坐在座板上，用始终与把手垂直的力缓

慢向后将把手拉至身体两侧，此过程中，拉力大小变化情况是。若要增加训练强度，应将

配重盘向（alb）端移。

【解析】人坐在座板上，用始终与把手垂直的力缓慢向后将把手拉至身体两侧，此过程中，阻力（配

重盘的重力）不变，阻力臂变小，动力臂不变，根据杠杆平衡条件大乙=鸟4可知，动力变小，即

拉力逐渐变小。

若要增加训练强度，即增大拉力，根据杠杆平衡条件4L尸鸟4可知，在阻力（配重盘的重力）

不变的情况下，应增大阻力臂，即将配重盘向b端移。

10.（2024安徽省）如图甲所示，用核桃钳夹核桃时，用力握紧手柄即可夹碎核桃。将上部的手柄

/8C简化为如图乙所示的杠杆，若尸i=20N,/i=10cm,，2=4cm,忽略杠杆自身的重力，则后的大小

【答案】50

【解析】根据杠杆平衡的条件E/l=B/2,则尸2的大小为

F2=^=20Nxl0cm=5（）N

A4cm

11.（2024福建）木雕是工匠智慧和艺术修为的价值体现，锯木、刨料、风干、雕刻、开樟、组装、

打磨、油漆，每一环节都讲究科学的工艺流程。如图，雕花时，正在挑起木屑的刻刀属于______杠

杆。刻刀要磨锋利使用，是为了增大O

【答案】费力压强

【解析】正在挑起木屑的刻刀动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆。

刻刀要磨锋利使用，是为了减小受力面积从而增大压强。

12.（2024湖北）2024年6月2日至3日，嫦娥六号完成了人类首次月球背面采样。如图，嫦娥六

号的机械臂正绕。点转动，将采集的月球样品送往贮存装置。请画出样品对机械臂上/点的作用力下

的力臂Zo

【答案】如图所示

【解析】过支点。作力F作用线的垂线段即为力臂/，作图如下:

13.（2024江苏盐城）如图所示，画出用起子撬图钉的动力片的力臂4。

【答案】如图所示

【解析】找出支点，从。做月的垂线就是尸1的力臂心.

14.（2024四川宜宾）如图是宜宾港一起重机正在吊起货物的情景，请在图中画出此时动力大的力

臂4和阻力月的示意图。

【答案】如图所示

【解析】由图可知，动力尸1的方向竖直向上，支点。到动力作用线的距离为动力臂小因货物的重

力竖直向下拉动吊臂，绳子作用在吊臂的点为阻力作用点，方向竖直向下。

15.（2024四川眉山）同学们在体育课上做下压运动训练，静止不动时人体可以看成杠杆模型，。为

支点，肌肉的拉力大为动力，如图所示。请你在图中画出:

（1）动力片的力臂心;

（2）/点，脚对地而压力b的示意图。

【答案】如图所示

【解析】（1）从支点。向尸1的作用线作垂线，支点到垂足的距离就是居的力臂L（用大括号表

示），如图所示：

（2）脚对地面的压力/的作用点在接触面上，方向垂直于地面向下，过压力的作用点，沿压力的方

向画一条带箭头的线段，用厂表示.

16.（2024四川成都）如图甲，小孟书桌上的折叠式台灯由底座、立杆和灯头组成。如图乙所示，灯

头045可视做绕。点转动的杠杆，/点是灯头的重心，小孟用拉力厂将灯头拉至图示位置。请在图

乙中画出：①灯头受到的重力G的示意图；②拉力厂的力臂

【答案】如图所示

【解析】过支点O作拉力厂的作用线的垂线段即为力臂/，灯头受到的重力G的方向竖直向下，作用

在重心。

17.（2024黑龙江绥化）请作出杠杆上动力/的力臂

【答案】如图所示

【解析】力臂是支点到力的作用线的距离，过支点。作力厂的作用线的垂线段，即为对应的力臂。

18.（2024广东深圳）图甲是飞鸟经过无背索斜拉桥的情景。图乙是其简化的模型，用S表示飞鸟,

用厂表示桥塔上端收到钢索的拉力。请帮助思考乐亮亮同学在图乙画出：

（1）飞鸟S经水面反射形成的虚像S'

（2）拉力歹对应的力臂/（。是支点）

甲乙

【答案】如图所示

S,*

【解析】（1）平静的水面相当于平面镜，根据平面镜成的像与物关于镜面对称，作出飞鸟S经水面

反射形成的虚像S,如下所示：

（2）。是支点，从支点向力的作用线作垂线段即为拉力厂对应的力臂/,如下所示：

S,*

19.（2024甘肃临夏）俯卧撑是一种健身运动，能够锻炼上肢、腰部及腹部的肌肉，是简单易行却十

分有效的力量训练手段。如图是某同学做俯卧撑的示意图。此过程中，他的身体可视为杠杆，。点为

支点，/点为重心，请画出重力对应的力臂/。

【答案】如图所示

【解析】先在4点画出竖直向下的重力示意图，再过支点。作重力G作用线的垂线段即为力臂/。

20.（2024山西）小明在成长笔记中记录了如下错题，请你帮助他找出错误之处、分析错因并写出正

确解答过程。

错题记录错题改正

站立地面踏脚跟是中国传统文化“八段锦”的第八式。如图为踏错误之处：

脚跟时左脚的一些相关数据，当脚跟抬离地面时，请你计算小腿

【答案】①.计算所得的省力杠杆的动力大于阻力②.把阻力作用点到动力所在作用线的距

离当做动力臂4③.见解析

【解析】计算所得的省力杠杆的动力大于阻力。

解题时错把阻力作用点到动力所在作用线的距离当做动力臂/1T,在杠杆中，动力臂是支点到动力作

用线的距离，图中动力臂的距离应为

/]=12cm+4cm=16cm=0.16m

解：如图将踏脚的左脚看作省力杠杆，抬脚跟时脚烧支点。转动，动力为阻力为尸2。根据杠杆

平衡条件

贴=F2l2

得小腿肌肉拉力

F=J300Nxl2xl（T2m=225N

140.16m

21.（2024上海）在杠杆平衡时，阻力尸2的大小为90N,阻力臂上为0.2m,动力臂'为0.6m,求

动力尸1的大小。

【答案】30N

【解析】由杠杆平衡条件F/LFJZ得

90NxQ.2m=3()N

0.6m

答：动力B的大小为30N。

考向二：滑轮

1.（2024天津）高高的旗杆矗立在操场上。旗手缓缓向下拉绳子，旗子就会徐徐上升。这是因为旗

杆顶部有一个滑轮，关于该滑轮的说法正确的是（）

A.它是动滑轮B.利用它可以省力

C.利用它可以省距离D.利用它可以改变力的方向

【答案】D

【解析】旗杆顶部滑轮的轴固定不动，是一个定滑轮；升旗仪式上，旗手缓缓向下拉动绳子，旗子就

会徐徐上升，这是因为用定滑轮可以改变力的方向。定滑轮不省力也不省距离。

故选D。

2.（2024江苏盐城）下列挪动球形石墩的方法中，最省力的是（）

【解析】从图中可以看到，A方法中有两段绳子挪动石墩，人对绳子的拉力为石墩与地面的摩擦力的

一半；BCD方法中，人对绳子的拉力都等于石墩与地面的摩擦力，即不省力。

故选Ao

3.（2024甘肃临夏）如图是我国古代劳动人民利用自制的工具汲水的场景。图中装置顶端的轮子相

当于现代人们所使用的定滑轮，其作用是可以改变力的，但不能省力。图中的扁担做得较宽,

主要是为了增大受力面积，（选填“增大”或“减小”）压强。

【答案】方向减小

【解析】定滑轮实质是一个等臂杠杆，所以不省力，也不距离，但可以改变用力方向。

把扁担做得较大是增大受力面积，在压力一定时可以减小扁担对人肩膀的压强，压力的作用效果就不

明显，这样人肩膀就不会感到疼。

4.（2024云南）如图所示，美丽乡村建设的工地上，工人使用一个（选填“定”或“动”）

滑轮匀速提升重300N的建筑材料（不计绳重和摩擦），则人的拉力为No

【解析】图中滑轮不随着物体一起运动，所以是定滑轮。

定滑轮不能省力，所以人的拉力等于重力，为300N。

5.（2024湖北）如图是汉代画像砖上描绘的《史记》中“泗水取鼎”画面，两边各有数人用绳子通

过滑轮拉起掉落水中的鼎。图中的这种滑轮（选填“能”或“不能”）起到省力的作用；

此时两边绳子对鼎竖直向上的拉力分别为片、F2,鼎受到的拉力之和为。鼎在水中上升的

过程中，其底部所受水的压强（选填“增大”、“减小”或“不变”）。

【答案】不能片+《减小

【解析】图中的滑轮是固定的，不能随重物一起移动，所以是定滑轮，定滑轮不能省力，只能改变力

的方向。

两边绳子都对鼎施加竖直向上的拉力，鼎受到的合力方向竖直向上，所以鼎受到的拉力之和

/令=尸1+尸2

鼎在水中上升的过程中，其底部在水中的深度逐渐减小，由于液体压强随深度减小而减小，所以其底

部所受水的压强减小。

16.（2024甘肃威武）将物体A、B置于如图所示的装置中，物体B恰好匀速下降，已知A重60N,

B重10N,则A所受地面的摩擦力为N；若对A施加一个水平向左的拉力厂，刚好使A

在原来的水平面上匀速向左运动，则拉力尸大小为No（不计绳重、滑轮重及绳子与滑

轮间的摩擦）

【答案】2040

【解析】如图所示，物体A和B通过动滑轮相连，动滑轮上有2段绳子，已知B重10N,物体B恰

好匀速下降，则A匀速向右运动，说明物体A处于平衡状态，则A所受地面的摩擦力与动滑轮的钩

子拉A的力是一对平衡力，即

产F拉=2GB=2X10N=20N

若对A施加一个水平向左的拉力尸，则物体A受到三个力的作用：水平向左的拉力厂，水平向右的

拉力2GB,水平向右的摩擦力20N,所以水平刚好使A匀速向左运动，则拉力

F=prF拉子■ZGirfON+Zx10N=40N

考向三：机械效率

I.（2024河南）如图，甲、乙两人用不同的装置，在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一

平台，不计绳重及滑轮的摩擦。下列说法正确的是（）

A.甲做的有用功多B.乙做的总功多

C.甲做总功的功率大D.乙所用装置的机械效率小

【答案】C

【解析】A.在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台，不计绳重及滑轮的摩擦，有用功

=G^h,故甲、乙做的有用功一样多，故A错误；

BCD.图甲使用的是动滑轮，拉力端移动距离s甲=2〃；图乙使用的是定滑轮，拉力端移动距离

不计绳重和摩擦，使用甲动滑轮时，拉力

0=；（G+G动）

拉力做功

二片1冏「=2（G+G动）x2%=（G+G动）h

使用乙定滑轮时，拉力bLG,所以拉力做功

用乙=F乙s乙=Gxh=Gh＜（G+G动）h

w

在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台，甲做的总功多，乙做的总功少，根据尸=-

t

知，甲做总功的功率大；由A选项解析知有用一样多，但甲的总功多，根据〃=等义100%知，乙

%

所用装置的机械效率高，综上分析知，故C正确，BD错误。

故选C。

2.（2024齐齐哈尔市）如图所示，小宇用动滑轮把重400N的物体匀速提升了3m,作用在绳子自由

端的拉力/为250N,方向竖直向上。不计绳重和摩擦，则下列选项正确的是（）

八F

c

Y

A.绳子自由端移动的距离为3mB.动滑轮受到的重力为150N

C.拉力厂做的功为1200JD.该动滑轮的机械效率为80%

【答案】D

【解析】A.使用动滑轮时，承担物重的绳子股数〃=2,则绳子自由端移动的距离

s=2力=2x3m=6m故A错误；

B.不计绳重和摩擦，由

/小+%）

可得，动滑轮受到的重力

G动=2F-G=2x250N-400N=100N故B错误；

C.拉力尸做的功

W&=F5=250Nx6m=1500J

故C错误；

D.该动滑轮的机械效率

400N

x100%=80%

%FsFx2h2F2x250N

故D正确。故选D。

3.（2024四川达州）如图所示，A、B两物体叠放在水平桌面上，GA=80N,GB=20N,A、B

均为正方体，边长分别为20cm、10cm。在拉力厂=30N的作用下，5s内，物体A、B一起向右匀速

直线移动了3m。若不计滑轮和绳自重及绳与滑轮间的摩擦，下列说法错送的是（）

nF

A.A与B之间的摩擦力为0B.A对地面的压强为2500Pa

C.绳子自由端移动的速度为1.2m/sD.拉力/做功的功率为30W

【答案】D

【解析】A.物体A、B一起向右匀速直线运动，A、B之间没有相对运动和相对运动趋势，故A与

B之间的摩擦力为0,故A正确，不符合题意；

B.A对地面的压力等于A和B组成的整体的重力，为

生=GA+GB=80N+20N=WON

则A对地面的压强为

,一尊.100N

u——=2500Pa

,S0.2mx0.2m

故B正确，不符合题意；

C.与动滑轮连接的绳子段数/2,根据滑轮组绳子自由端与物体移动距离的规律可知，绳子自由端

移动的距离为

$绳="s=2x3m=6m

则绳子自由端移动的速度为

fr=1-2m/s

故C正确，不符合题意;

D.拉力尸做功为

*4=30Nx6m=180J

则拉力歹做功的功率为

产上=幽=36亚

t5s

故D错误，符合题意。故选D。

4.（2024重庆A）建筑工人通过如图所示的装置将一桶质量为45kg的涂料从地面提起，桶离开地面

后在4s内缓慢上升0.8m,工人所用的拉力为500N。下列说法中正确的是（）

////////

A,该装置做的有用功为400J

B.该装置的机械效率为90%

C.绳子自由端移动的平均速度为0.4m/s

D.桶离开地面前，工人拉力逐渐增大，桶对地面的压强不变

【答案】B

【解析】A.涂料重力为

G=mg=45kgxION/kg=450N

所以该装置做的有用功为

心=G/z=450Nx0.8m=360J

故A错误；

B.定滑轮不省距离也不费距离，即s=〃，该装置做的总功为

W&=Fs=500Nx0.8m=400J

则该装置的机械效率为

"冷翳,-0%

故B正确;

C.绳子自由端移动的平均速度为

v=£=0^=0,2m/s

t4s

故C错误;

F

D.桶离开地面前，工人拉力逐渐增大，桶对地面的压力变小，根据°=不，则压强变小，故D错

误。

故选Bo

5.（2024山东烟台）如图所示，小明用20N的拉力厂将重为20N的物体匀速提高了10m,用时5s,

忽略绳重和摩擦，在这个过程中，下列说法正确的是（）

A.绳子自由端移动的速度为6m/sB.动滑轮所受的重力为20N

C.小明所做的额外功为200JD.滑轮组的机械效率为75%

【答案】BC

【解析】A.绳子自由端移动的距离为

s=〃〃=2x10m=20m

所以速度为

故A错误；

B.由滑轮公式可得

6动="/一G物=2x20N—20N=20N

故B正确；

C.在该过程中额外功为动滑轮做功，所以额外功为

少=&==20Nx10m=200J

故C正确；

D.滑轮组的机械效率为

JV看JV看20Nxl0m

Tf=*x100%=------SX100%=——-——------X100%=50%

W&叫外+%200J+20Nxl0m

故D错误。故选BC。

6.（2024四川遂宁）修建房屋时，质量为60kg的建筑工人使用滑轮组提升建材。他用竖直向下的拉

力在15s内将重为480N的建材匀速提升了3m,每个滑轮重20N,不计滑轮摩擦和绳重,g取ION/kg。

下列结论正确的是（)

A.工人拉动绳子的速度为0.2m/s

B.工人对绳子拉力的功率50W

C.此装置的机械效率为96%

D.若工人脚与地接触面积共4OOcn?,则他对地的压强为1.5xl()4pa

【答案】C

【解析】A.物体上升的速度

v物=2=——=0.2m/s

物t15s

由图可知，承担物重的绳子股数片2,工人拉动绳子的速度为

v绳=〃v物=2x0.2m/s=0.4m/s

故A错误；

B.绳子的拉力

歹=L(G+G动)=；x(480N+20N)=250N

工人对绳子拉力的功率

P=四绳=250Nx0.4m/s=100W

故B错误；

C.此装置的机械效率为

叫用GhGhG480Nce

n=-^-=——=——=——=--------=96%

W&FsFnhnF2x250N

故C正确；

D.工人受到重力、支持力和绳子的拉力，在三个力的作用下，处于平衡状态，则

Fj=G-F=60kgxl0N/kg-250N=350N

地面对工人的支持力和工人对地面的压力是一对相互作用力，二者大小相等，则

是=G=350N

若工人脚与地接触面积共400cm2，则他对地的压强为

F_350N

&=8.75xlO3Pa

V-400xl0-4m2

故D错误。故选C。

7.（2024四川成都）小成在实验室组装如图所示的滑轮组进行实验探究，实验过程如下：先测得定

滑轮的重力为0.2N,动滑轮的重力为0.25N,再使用组装好的滑轮组在10s内将质量为100g的钩码

竖直匀速提升20cm,此过程中弹簧测力计的示数为0.5N。g取10N/kg,下列说法正确的是（）

A.弹簧测力计对细绳拉力的功率为0.03W

B.滑轮组的机械效率为80%

C.克服绳重和摩擦做的额外功为0.05J

D.若增大提升钩码的质量，滑轮组的机械效率不变

【答案】AC

【解析】A.由图可知，〃=3,绳子自由端移动的距离

s=nh=3x20cm=60cm=0.6m

拉力所做的功为

%=bs=0.5Nx0.6m=0.3J

拉力的功率为

P=^=—=0.03W

t10s

故A正确；

B.钩码的重力为

G=mg=100xl0-3kgxl0N/kg=lN

滑轮组的机械效率为

血=咬=0GIN

66.7%

皈FsFnhnF3xO.5N

故B错误;

C.所做有用功为

W；^=G〃=lNx0.2m=0.2J

克服动滑轮所做额外功为

少额2m=0.05J

因此克服绳重和摩擦做的额外功为

少额2=少总-少有-沙额I=0-3J-0-2J-0-05J=0-05J

故C正确；

D.若增大提升钩码的质量，则有用功增大，额外功不变，因此滑轮组的机械效率将变大，故D错误。

故选ACo

8.（2024山东滨州）如图所示装置，工人用250N的拉力，在30s内将重为400N的物体匀速提高了

6m,在此过程中，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（）

A,绳子自由端移动的速度是0.2m/s

B.拉力做的有用功为2400J

C.拉力做功的功率为100W

D,若用此滑轮提升重500N的物体，滑轮的机械效率为80%

【答案】BC

【解析】A.由图可知，承担物重绳子的股数是〃=2,则绳子自由端移动的距离

s=nh=2x6m=12m

则绳子自由端移动的速度

s12m八〃,

v=—=-----=0.4m/s

t30s'

故A错误;

B.拉力做的有用功为

少有=G〃=400Nx6m=2400J

故B正确;

C.拉力所做的功

WE=A=250NX12m=3000J

功率为

W_3000J

&=100W

t30s

故c正确；

D.根据尸=L（G+G动）可知，动滑轮的重为

n

G动=〃RG=2x250N-400N=100N

当物体重500N时，拉力为

耳=-（G；+=-x（500N+100N）=300N

n2

滑轮的机械效率为

%GhGhG500N

77=—=-=——=-----=——=------------=83.3%

W&FsFnhnF2x300N

故D错误。

故选BCo

9.（2024青海省）如图甲所示，工作人员正在组装神舟飞船。用图乙所示的电动滑轮将质量为2吨

的飞船部件在10s内匀速提升2m,电动滑轮的机械效率为80%（g取10N/kg）,以下分析正确的是

)

甲乙

A,电动滑轮的总功为5xl（）4jB.飞船部件的重力为2X103N

C.绳子自由端移动的距离为2mD.电动滑轮的功率为5xl04W

【答案】A

【解析】B.飞船部件的重力为

G=mg=2000kgxl0N/kg=2xl04N

故B错误；

A.电动滑轮的有用功为

=G/z=2xlO4Nx2m=4xlO4J

电动滑轮的总功为

4xl4j

=^k=0=5xl04j

总780%

故A正确；

C.由图可知，有效绳子段数〃=2,则绳子自由端移动的距离为

s=nh=2x2m=4m

故C错误；

D.电动滑轮的功率为

P=^-=5x1°4J=5X103W

t10s

故D错误。

故选Ao

10.（2024陕西）工人利用如图所示装置提升物料，该装置中的滑轮为滑轮。已知滑轮重

80N,货篮重120N,不计绳重及摩擦。工人用该装置匀速提升空货篮时的拉力为_______No若绳子

能承受的最大拉力为520N,每根钢条重100N,该装置匀速提升钢条时，所能达到的最大机械效率为

【答案】动10080%

【解析】由图可知，滑轮随物料一起运动，所以该装置中的滑轮为动滑轮。

由图可知，动滑轮上有两股绳，已知滑轮重80N,货篮重120N,不计绳重及摩擦，用该装置匀速提

升空货篮时的拉力

尸=与6滑+6篮）=5义（8（^+120附=10（^

若绳子能承受的最大拉力为520N,提升钢条的最大重力

G钢=2尸—G滑—G篮=2x520N—80N—120N=840N

由于每根钢条重100N,所以最多能提升8根钢条，则该装置匀速提升钢条时，所能达到的最大机械

效率

8xlOON

x100%=80%

8xl00N+80N+120N

11.（2024江苏连云港）用如图所示滑轮组将重300N的物体匀速提升1m,拉力尸大小为120N,有

用功为_______J，滑轮组的机械效率为=

，，，，，，，，，，，

I

【答案】30083.3%

【解析】由图可知，承担重物的绳子段数片3,所以绳子自由端通过距离为

5=3xlm=3m

总功

水总=Fs=120Nx3m=360J

有用功为

W^=Gh=300Nx1m=300J

滑轮组的机械效率为

7=—=100%x83.3%

W&360J

12.（2024四川南充）用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，

将重450N的货物匀速吊起2m高。每只滑轮重为50N,绳自由端的拉力的大小分别为片和修，若

不计绳重和摩擦，片用（选填“大于”、“等于"或“小于"），甲滑轮组的机械效率为o

\\\\\\\\\\\\\\\\

甲乙

【答案】大于90%

【解析】由甲图可知，滑轮组承担重物的绳子的段数为2,不计绳重和摩擦，可得

物+滑）=；、（附=

Fx=36645（^+5025（^

由乙图可知，滑轮组承担重物的绳子的段数为3,不计绳重和摩擦，可得

物+滑）=土

F2=；（GG；x（450N+50N）166.7N

甲滑轮组的机械效率

450Nx2m

T]=^ixlOO%=100%=x100%=90%

W&F[S250Nx2x2m

13.（2024四川广安）房屋装修时，工人利用滑轮组提升物体。如图所示，已知物体的重力为800N,

在绳子自由端用500N的力拉着物体在竖直方向上做匀速直线运动，物体被提升了3m,该滑轮组的

机械效率为。如果要提高滑轮组的机械效率，可采用的措施有：（填写番号）①增加物

体的重力②增加提升物体的高度③减小动滑轮的重力。

【答案】80%①③

【解析】由题知，〃=2,则绳端移动的距离

s=2h=2x3m=6m

有用功

%=G〃=800Nx3m=2400J

总功

W&=F5=500Nx6m=3000J

滑轮组的机械效率

2400J

〃=」xl00%=-------x100%=80%

%3000J

①增加物体的重力，可以提高有用功，在额外功不变的情况下，有用功占总功的比例增大，也就是机

械效率变大，故①符合题意；

②增加提升物体的高度，绳端移动的距离也相应的增大，根据

W有GhGhG

TJ=-^-=——•=-----■=——

FsFnhnF

可知机械效率并不受影响，故②不符合题意；

③减小动滑轮的重力，在提升物体重力不变的情况下，即有用功不变的情况下，额外功减小了，所以

机械效率就提高了，故③符合题意。

故选①③。

14.（2024黑龙江龙东）如图所示，是一位同学组装的提升重物的装置。他用400N的力在30s内把

重1000N的物体匀速提升6m（不计绳重及摩擦），则动滑轮的重力N,滑轮组的机械效

率（保留一位小数）。

【答案】20083.3%

【解析】

由图可知，〃=3,根据歹=L（G+G动）可知，动滑轮的重力

6动=4—G=400Nx3-l000N=200N

绳子拉动的距离为

s=nh=3x6m=18m

滑轮组的机械效率为

7=^xl00%=—xlOO%=100°Nx6mxl00%m83.3%

W&Fs400Nxl8m

15.（2024四川泸州）如图所示的滑轮组忽略绳重及绳与滑轮间的摩擦，将物体放在水平粗糙桌面上。

受到水平向左的恒力尸=100N,滑轮组绳子自由端受到的拉力为歹绳。当绳子自由端的拉力心为

60N时，物体处于静止状态，物体与桌面间的摩擦力恰好为0,则动滑轮的重力为________N；当绳

子自由端拉力片为90N时，物体水平向右匀速运动，物体与桌面之间的滑动摩擦力为N；

撤去水平向左的恒力R改变绳子自由端拉力片的大小，仍使物体水平向右匀速运动时，滑轮组的机

械效率为。

【答案】206075%

【解析】由图可知，滑轮组的动滑轮绕2段绳，忽略绳重及绳与滑轮间的摩擦，当绳子自由端的拉力

月电为60N时，物体处于静止状态，物体与桌面间的摩擦力恰好为0,所以绳子自由端拉力

不绳=:（尸+G动）

60N=gx（100N+G动）

G动=20N

当绳子自由端拉力片为90N时，物体水平向右匀速运动，物体受到向右的拉力

Fi=2F\-G动=2x90N-20N=160N

物体受到水平向左的恒力歹=100N,物体水平方向受到向左的摩擦力、向左的拉力和向右的拉力是

平衡力，物体与桌面之间的滑动摩擦力为

f=Fi-F=160N-100N=60N

撤去水平向左的恒力R改变绳子自由端拉力片的大小，仍使物体水平向右匀速运动时，压力和接触

面的粗糙程度不变，摩擦力不变，滑轮组下端挂钩处拉力

6m=60N

绳子自由端拉力

玛=+G动）=m（60N+20N）=40N

滑轮组的机械效率为

%后60N

7=x100%=75%

%《s入x2s，2x40N

16.（2024苏州）某起重机的滑轮组结构示意如图所示，其最大载重为5t。起重机将3600kg的钢板

匀速提升到10m高的桥墩上，滑轮组的机械效率为80%。不计钢丝绳的重力和摩擦，g取10N/kg。

求

(1)克服钢板重力做的功吟用；

(2)钢丝绳的拉力尸；

(3)滑轮组满载时的机械效率(保留一位小数)。

【答案】(1)3.6X105J；(2)1.125X104N；(3)84.7%

【解析】(1)克服钢板重力做的功为

5

%用=Gh=mgh=3600kgx10N/kgx10m=3.6x10J

(2)起重机的滑轮组做的总功为

心用5

3.6xlOJ=4.5x105j

780%

由图可知，有四段绳子承重，则钢丝绳的拉力为

45X15J

^K=-0=1.125X104N

F=s=4h4x10m

(3)起重机的滑轮组做的额外功为

陶外=町一隔用=4.5xl()5j—3.6xl05j=9xl()4j

动滑轮的重力为

滑轮组满载时的机械效率为

和有用G'5X1()4N

〃最大=x100%=84.7%

犷有用+族额外43

G'+G动5X10N+9X10N

答：(1)克服钢板重力做的功为3.6xlO5j；

(2)钢丝绳的拉力为1.125xlO4N；

(3)滑轮组满载时的机械效率为84.7%。

17.(2024江苏扬州)如图所示,工人用动滑轮匀速提升重为400N的窗玻璃，所用的竖直拉力为250N,

窗玻璃上升的高度为10m,用时50s。求：

(1)所做的有用功吗；

(2)工人所用拉力的功率产;

(3)动滑轮的机械效率〃。

【答案】(1)4000J；(2)100W；(3)80%

【解析】(1)利用动滑轮提升货物，做的有用功

/有=G/z=400NX10m=4000J

(2)动滑轮绳端移动的距离为

s=nh=2X10m=20m

则拉力做的总功

W总=Fs=250NX20m=5000J

所以拉力厂的功率

p=^=5000J=100w

t50s

(3)动滑轮的机械效率

仁4000J

7=Nx100%=—^-xlOO%=80%

W&5000J

答：(1)有用功少有为4000J；

(2)拉力厂的功率P为100W；

(3)此过程中动滑轮的机械效率〃为80%。

拓展

考向四：与简单机械有关的综合计算问题

1.（2024贵州省）如图甲所示的条凳，人若坐在凳的一端，极易使其另一端上翘而摔倒。现将其简

化为如图乙所示的示意图，3、C点分别与凳脚的E、F点在同一竖直线上。当人对水平凳面施加竖

直向下的压力时，下列分析正确的是（）

A.压力作用于/点，可将条凳视为绕£点转动的杠杆

B.只要压力作用于凳面的中间，则条凳一定不会上翘

C.只要在/、。点同时施加压力，则条凳一定不会上翘

D.在3或C点施加一个压力，则条凳一定不会上翘

【答案】ABD

【解析】A.分析图乙可知，当压力作用于/点时，如果条凳可以转动，将围绕E点转动，因此条凳

视为绕E点转动的杠杆，故A正确；

B.当压力作用于凳面的中间，此时£、歹两点受到的压力均是向下的，因此条凳不会上翘，故B正

确；

C.在/、。点同时施加压力，如果其中一点的力大，根据杠杆平衡条件，如果大于另一点的力和条

凳重力作用效果时，条凳将上翘，故c错误；

D.如果在8或。点施加一个压力，则此时动力臂为零，因此条凳一定不会上翘，故D正确。

故选ABD。

2.（2024四川达州）